JPH0550207B2 - - Google Patents

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JPH0550207B2
JPH0550207B2 JP61198887A JP19888786A JPH0550207B2 JP H0550207 B2 JPH0550207 B2 JP H0550207B2 JP 61198887 A JP61198887 A JP 61198887A JP 19888786 A JP19888786 A JP 19888786A JP H0550207 B2 JPH0550207 B2 JP H0550207B2
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Hiroshi Sasaki
Hiroyuki Kudo
Kazuyoshi Yoshida
Kunio Matsuzawa
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Hitachi Ltd
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
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Tokyo Electric Power Co Inc
Hitachi Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電力系統保護用比率差動リレーに係
り、特に、信号入力回路の変流器飽和に伴う誤動
作を防止できる高性能保護リレーに関する。
〔従来の技術〕
従来の比率差動リレーは特公昭54−21940号公
報に記載のように入力信号を取り込む変流器の飽
和による誤動作防止対策として、保護区間を通過
する電流の絶対値を制御量としているが、動作領
域を広くする、いわゆる、高感度化に対して不都
合であつた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、入力信号を得る変流器の飽和
が生じても、特に外部事故から内部事故に進展し
た場合であつても、誤動作することなく高精度
で、内部事故を検出し得る比率差動リレーを提供
することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
高感度の動作領域を得るために、常時、制御量
を弱めておき、外部事故発生時に変流器が飽和す
る以前の信号により、制御量を記憶しておき、こ
れを変流器が飽和領域に入つた時間帯で用いて、
誤動作を防止する。
しかし、抑制量を記憶しているときに内部事故
を生じると、動作が遅れることがある。
このため、本発明では、内部に重事故があり、
保護区間内の各端子通過電流の大部分が内部事故
電流となるようなケースで動作時間が遅れないよ
うに、高速度化動作の制御を行なう。
〔作用〕
内部事故時の高速度化方策として、保護区間内
通過電流の位相比較、あるいは、低感度の比率差
動判定などを行ない得る低感度リレーを備え、こ
の抑制量を記憶してある比率差動リレーを制御す
ることによつて、内部の重事故、あるいは、流入
電流のみの単純な内部事故を高速度で、高感度の
検出を行なう。
〔実施例〕
第1図に本発明の実施例を示す。
電力系統の一部である線路1は、A端子、B端
子のしや断器2A,2Bに接続される。
線路1は母線や変圧器、あるいは発電機、コン
デンサなどに相当する電力機器であつてもよく、
また、A,Bの端子に限らず、多端子であつても
よいが、二端子系統の線路1を保護対象として説
明する。
3A,3Bは比率差動リレー装置100の入力
信号を得るための変流器である。
EA,EBはそれぞれA端子及びB端子に接続さ
れた電源である。
Fは保護区間内の事故(以下内部事故と呼び区
間外の事故を外部事故と呼ぶ)点であり、電流
IA1,IB2が、それぞれ、変流器3A,3Bの一次
電流となり、二次電流がIA,IEBである。
電源EAとEBの電圧が同位相のとき、二次電流IA
とIBは同位相となるように、変流器3A,3Bの
極性を定める。
F点のように、内部事故が発生したとき、比率
差動リレー装置100からしや断器2A,2Bに
しや断指令を与える。しや断指令は比率差動リレ
ー装置100の出力RYがハイレベルの電圧を発
生することにより行ない、保護区間を電力系統か
ら切り離す。
つぎに、比率差動リレー装置100の内部の動
作について説明する。
10は低感度リレーである。低感度リレー10
は変流器3A,3Bの磁気飽和現象が発生し、出
力電流に誤差を生じても、外部事故時に誤動作し
ないように感度を低下させたものである。
低感度リレーの出力をR10で示す。出力R10
内部事故を検出したときのみハイレベルの出力電
圧を生じる。
20は比率演算部である。
比率演算部20では入力信号である変流器二次
電流IA,IBをもとに、 IR1=|IA+IB|−K1(|IA|+|IB|) …(1) を算出する。
ただし、IR1は比率演算部20の出力信号、K1
は抑制量を決める定数である。
(1)式は、従来から知られている保護区間通過電
流のスカラ量による抑制を付加したものであり、
(1)式の右辺の第一項が動作量、第二項が抑制量で
ある。
21はレベル判定器であり、(1)式のIR1が予め
定めた値をたとえばP1とするとそれにより大き
い値 IR1>P1 …(2) でのみレベル判定器21の出力R1がハイレベル
の電圧出力を発生する。
従来の比率差動リレー装置は出力R1がハイレ
ベルのとき、直ちに、内部事故と判断している。
しかし、出力R1のみでは、変流器3A,3Bの一
次電流IA1,IB1に過渡的に直流分を含んだ場合に、
直流偏差による一方の極性で飽和した二次電流を
発生し、外部事故にもかかわらず、(1)式で示した
動作量〓IA+IB|が増加して、高感度の判定を行
なうと出力R1がハイレベル、すなわち、誤動作
に至ることがある。
この誤動作を防ぐ手段として、比率演算部20
の出力IR1が負の値のとき、これは(1)式で動作量
よりも抑制量が大きい場合になるから、IR1が負
値のときその出力IR1を抑制量として、変流器3
,3Bの飽和が続く時間△Tの間記憶して、△T
時間抑制量として再び使用する。
この記憶機能をもたせるのが、同図31の負値
メモリである。
負値メモリ31では入力信号IR1が負のときの
み、その値を記憶する。
記憶時間を△Tとするとき、その設定はタイマ
32によりセツトする。
ただし、本発明の実施例では、タイマ32は入
力信号IR1が負になつたとき負値メモリ31のメ
モリ機能を開始して、入力信号IR1が正、または、
零になつてから△T時間後に負値メモリ31のメ
モリ機能を停止し、メモリされている値も零にク
リアする。このようにセツト及びクリアするため
の出力信号がTMである。
33はオアゲートであり、低感度リレーの動作
出力によつても負値メモリ31の内容はクリアさ
れる。
すなわち、TCがクリア信号である。負値メモ
リ31の内容をクリアするときにはタイマ32の
出力TM、もしくは低感度リレー10の出力R10
ハイレベルにあるものとする。負値メモリ31の
出力は入力信号IR1を△T時間記憶したものの中
から、最大値、平均値、あるいは、単に入力する
信号IR1を△T時間シフトした値等を出力信号IRM
として得る。
34は第二の比率差動演算部であり、 IR2=IR1+KMIRM=|IA+IB|−K1(|IA|+|IB
)+KMIRM…(3) を演算する要素である。
(3)式で、右辺第3項が抑制量記憶による第二の
抑制量である。KMは抑制係数を決める定数であ
り、変流器3A,3Bの性能、及び、通過電流の大
きさ、比率差動リレー装置100の動作領域の整
定値などからみて、誤動作しないように定める。
(3)式による出力がIR2である。
35はレベル判定器35であつて、入力信号
IR2が予め定めた値、例えばP2とすると、 IR2>P2 …(4) においてのみ、動作側の出力、すなわち、出力
R2をハイレベルの電圧にする。
36はアンドゲートであり、信号R1,R2の両
者がハイレベルの電圧のときのみ動作出力、すな
わち、ハイレベルの電圧を出力信号R12として発
生する。
オアゲート37は低感度リレー10の出力
R10、もしくは、アンドゲート36の出力R12
いずれかまたは両方がハイレベルのとき動作出力
として、ハイレベルの電圧を出力RYに生じる。
出力RYがハイレベルの電圧のとき、しや断器
A,2Bがトリツプ許容となる。
第2図は第1図に示した低感度リレーの実施例
であり、aは保護区間各端子の電流の位相比較を
行ない内部事故を検出する方式である。
11A,11Bはレベルスライサであつて入力信
号一定以上、たとえば、レベルIS以上のときのみ
ハイレベルの電圧を発生する。その出力電圧が
VAS,VBSである。
12はアンドゲートであり、入力信号VAS
VBSが共にハイレベル電圧にあるときのみ出力信
号VABSがハイレベル電圧になる。
13はタイマであり、入力信号VABSがハイレベ
ル電圧にあるのが一定時間TAB、たとえば、周波
数50Hz系統でTAB=5ms以上続いたとき、出力信
号R10がハイレベルの電圧となり、その復帰は1
サイクル分、20msもつものである。
以上により、変流器の二次電流IA,IBがレベル
スライサの判定レベルIaよりも十分大きい場合に
は、両者の電流IA,IBの相差各が90゜以内で動作で
きる。
同図bの波形は同図aに示した各ブロツクの入
出力信号を同一記号により説明したものである。
第3図は低感度リレー10の実施例のひとつで
ある。51がオアゲートであり、レベルスライサ
11A,11Bの出力信号VAS,VBSのハイレベル電
圧のオア出力を得るものであり、VAS,VBSのい
ずれかがハイレベルの電圧にあるとき、出力電圧
VORがハイレベルになる。
タイマ52は、入力信号VORがローレベルにあ
る期間が一定時間TOR以上、たとえばTOR=5ms以
上のとき動作側の出力、すなわち、ハイレベル電
圧をR10に発生する。復帰は、第2図のタイマ1
3と同様に20msもあれば、50Hzの適用周波数系
で使用できる。
この方式によれば、流出電流がレベルスライサ
の値ISよりも小さければ内部事故の判定ができる
ので、内部重事故、たとえば、流入電流がレベル
スライサISよりも大きく、流出電流がそれよりも
十分小さく、非電流端ありでも内部事故の検出が
可能であつて、第1図に示した動作出力R12にか
かわりなく動作できるので、外部事故から、内部
事故に進展した場合など高速度の動作が可能にな
る。
このほか、低感度リレー10には、各端子の電
流が一定以上で動作する過電流リレー、あるい
は、距離方向リレー、不足電圧リレーを用いても
よい。
第4図は、本発明の比率差動リレー装置10の
内部事故検出例について示す。
A端子1端子から電流IA1が流入した場合で、
B端子の電流IB1=IB=0のケースである。
変流器3A,3Bを1:1で考え、IA1=IAとして
示してある。
比率差動部20の出力IR1は交流信号を平滑化
したものである。出力IR1が判定レベルP1以上で
動作となり、出力R1がハイレベルになる。
このときの動作時間をt1とおいた。
タイマ32の出力TMはタイマ32の入力信号
IR1が正のため、ハイレベルのままである。
低感度リレー10は第3図の説明のように、動
作時間t10で動作した例である。
従つて、負値メモリ31のクリヤ信号Tcはハ
イレベルのままで、クリヤの継続である。
よつて、負値メモリの出力IRMは零がつづく。
比率差動演算部34の出力IR2は、入力信号IR1
みとなり、IR2=IR1となる。
レベル判定器35の出力R2は信号IR2がレベル
伴定値P2より大きいとき動作し、動作時間t2で出
力R2がハイレベルになる。
以上から、アンドゲート36の出力R12、オア
ゲート37の出力RYとも動作を示すハイレベル
に変化するので、内部事故を検出できる。
B端子に流出電流があつても、比率差動(演算
部20,34の出力が所定の判定レベルに達する
ものであれば、この説明と同様に動作可能であ
る。
第5図はB端子後方の外部事故発生後、内部事
故に進展したときの動作内容の説明図である。
外部事故発生後、3サイクル目からB端子の変
流器3Bが過渡的に飽和した例であり、約5サイ
クル目に外部事故電流がしや断され、内部事故が
発生し、A端子から流入した例である。
比率差動演算部20の出力IR1は外部事故発生
直後から負値になるが、B端子の変流器飽和によ
り差電流(IA+IB)が増加し、正に変る。
このため、出力IR1がレベルP1以上でレベル判
定器21の出力R1は動作となり、このままでは
外部事故でも誤動作することがわかる。
このような誤動作に至るのを防止するため負値
メモリ31に信号IR1の負値を△T時間記憶し
て、比率差動演算部34の抑制量のひとつIRM
号として用いる。
しかし、内部事故発生後入力電流がIAのみとな
り、低感度リレー10が動作出力をR10に生じ
る。この結果、オアゲート33の出力TCがクリ
ヤ信号を発生して負値メモリ31の出力IRMを零
にセツトする。
従つて、比率差動演算部34の出力IR2が正の
方向にレベル判定器35のレベル判定値P2より
も高くなり、動作出力をR2に出力する。
この結果、アンドゲート36の出力R12、オア
ゲート37の出力RYとも内部事故時になつてか
ら高速度で動作側の出力が得られる。
もし、低感度リレー10を用いないと、抑制量
を記憶している時間△Tに左右され、第5図の時
間TEXだけ動作時間が遅れる。
また、本発明はデジタル演算でも可能であり、
その演算フローを第6図に示す。
入力信号IA,IBのサンプリングは、同時刻の値
をくり返し行なう方がデジタル演算に都合がよ
い。同図では動作条件を1(ハイレベル相当)他
を0(ローレベル相当)で示してある。
〔発明の効果〕
本発明によれば、外部事故から内部事故へ進展
する場合においても、変流器の飽和による誤動作
を確実に防止でき、内部事故を高精度で検出する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の系統図、第2図及
び第3図は本発明の用いる低感度リレーの実施例
図、第4図は内部事故時の動作例図、第5図は外
部事故時と内部事故時の動作例を示す図、第6図
は本発明をデジタル演算により行なう場合の演算
実施フローチヤートである。 10…低感度リレー。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 保護区間各端子の線路電流を変流器を介して
    入力し、当該入力した線路電流が所定値を超えた
    場合動作出力を出す低感度リレーと、前記入力し
    た各端子の線路電流の差電流を動作量、線路電流
    の和電流を第1の抑制量とし、前記動作量と第1
    の抑制量との比に応じて動作出力を出す比率差動
    部と、前記低感度リレー及び比率差動部の出力を
    入力し、その論理和を出力するオア回路とを有す
    る比率差動リレー装置において、 前記比率差動部は、前記動作量と第1の抑制量
    との比に応じて動作出力を出す第1の比率差動演
    算部と、前記第1の比率差動演算部の出力が負値
    となつた時点から所定の時間または前記低感度リ
    レーの出力を得るまでの間、前記負値となつた時
    点での第1の比率差動演算部の出力を記憶する負
    値メモリと、前記負値メモリに記憶された出力値
    と前記第1の差動演算部からの出力を入力し、前
    記第1の差動演算部の出力に含まれる前記動作量
    と第1の抑制量及び前記負値メモリから入力した
    出力値を第2の抑制量とし、当該動作量と第1、
    第2の抑制量との比に応じて動作出力を出す第2
    の比率差動演算部とを有することを特徴とする比
    率差動リレー装置。
JP61198887A 1986-08-27 1986-08-27 比率差動リレ−装置 Granted JPS6356121A (ja)

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